Продукт из белка бобовых культур с доведенным ph

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к белковому продукту из зернобобовых культур с содержанием белка, равным, по меньшей мере, примерно 60 мас.% (N×6,25) на сухую массу, с природным рН в водном среде при pH менее чем примерно 4,4, термостабильному в этом диапазоне pH раствора от примерно 6 до примерно 8 и характеризующемуся чистым вкусом. Изобретение относится к пищевой композиции, включающей белковый продукт из зернобобовых культур и способам получения вышеуказанного продукта. Один из вариантов способа предусматривает обеспечение водного раствора белкового продукта из зернобобовых с содержанием белка, равным, по меньшей мере, 60 мас.% (N×6,25) на сухую массу, который растворим в водной среде при рН менее чем 4,4 и термостабилен в этом диапазоне рН. Доводят рН раствора до величины от 6 до 8. Раствор с доведенным рН подвергают высушиванию или извлечению и высушиванию любого осажденного белкового вещества из зернобобовых культур, или термической обработке и затем высушиванию, или термической обработке, затем извлечению и высушиванию любого осажденного вещества. Другой вариант способа предусматривает экстракцию источника белка зернобобовых культур водным раствором кальциевой соли, в особенности раствором хлорида кальция, для формирования водного раствора белка зернобобовых культур. Далее отделяют водный раствор вышеупомянутого белка от остатков источника белка. Доводят рН водного раствора белка зернобобовых культур до рН, равного от 1,5 до 4,4, для получения подкисленного прозрачного раствора вышеуказанного белка. Продукт из белка зернобобовых культур, обладающий нейтральным рН, равным от 6 до 8, может быть использован в пищевых композициях, имеющих нейтральный или близкий к нейтральному рН. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 табл., 10 пр.

 

Ссылка на имеющую отношение заявку

Данная заявка претендует на все преимущества в соответствии с 35 USC 119(e) предварительной заявки на патент США №61/669,845, зарегистрированной 10 июля 2012.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к продуктам белка из зернобобовых культур, предпочтительно, к изолятам, с доведенным рН.

Уровень техники

В патентных заявках США №№13/103,528, зарегистрированной 9 мая 2011 (публикация заявки на патент США №2011/0274797, опубликованная 10 ноября 2011), 13/289,264, зарегистрированной 4 ноября 2011 (публикация заявки на патент США №2012/013117, опубликованная 31 мая 2012), 13/556,357, зарегистрированной 24 июля 2012 и 13/642,003, зарегистрированной 7 января 2013, переуступленных правопреемнику настоящего документа, и раскрытия которых включены в настоящий документ путем отсылок, описано получение продуктов белка из зернобобовых культур, с содержанием белка, равным, по меньшей мере, примерно 60% (по масс.), предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90% (по масс.) (N×6,25) d.b.

Продукт белка из зернобобовых культур, сформированный способом, включающим:

(a) экстракцию источника белка зернобобовых культур водным раствором кальциевой соли, предпочтительно, водным раствором хлорида кальция для того, чтобы вызвать растворение белка зернобобовых культур из источника белка и для формирования водного раствора белка зернобобовых культур,

(b) отделение водного раствора белка зернобобовых культур от остатков источника белка зернобобовых культур,

(c) необязательно, разбавление водного раствора белка зернобобовых культур,

(d) доведение рН водного раствора белка зернобобовых культур до величины, равной от примерно 1,5 до примерно 4,4, предпочтительно, от примерно 2 до примерно 4, для получения подкисленного раствор белка зернобобовых культур,

(e) необязательно, осветление подкисленного раствор белка зернобобовых культур, если он еще не был просветлен,

(f) альтернативно, от стадии (b) до (е), необязательно, разбавление и затем доведение рН комбинированного водного раствора белка зернобобовых культур и остатков источника белка зернобобовых культур до величины, равной от примерно 1,5 до примерно 4,4, предпочтительно, от примерно 2 до примерно 4, затем отделение подкисленного, предпочтительно, прозрачного, раствора белка зернобобовых культур от остатков источника белка зернобобовых культур,

(g) необязательно, концентрирование подкисленного водного раствора белка зернобобовых культур при одновременном поддержании ионной силы раствора в основном постоянной с помощью технологии селективных мембран,

(h) необязательно, диафильтрование концентрированного раствора белка зернобобовых культур, и

(i) необязательно, высушивание концентрированного и необязательно, диафильтрованного раствора белка зернобобовых культур.

Один из важных признаков продуктов белка из зернобобовых культур, полученных в соответствии с указанными выше патентными заявками США, - это чистый вкус этих продуктов, который отличается от вкуса традиционных продуктов белка из зернобобовых культур, обладающих характерными зелеными и/или зернобобовыми, и/или овощными привкусами.

Продукты белка из зернобобовых культур, полученные в соответствии с указанными выше патентными заявками США, при растворении в воде дают раствор с низким рН. Хотя это и бывает желательно для получения кислых пищевых продуктов, например, для получения кислых напитков, низкий рН продуктов белка из зернобобовых культур может быть не идеальным при получении других пищевых продуктов, например, продуктов питания, имеющих нейтральный или близкий к нейтральному рН. Вместо того чтобы создавать композицию с кислым белковым ингредиентом и добавлять другие ингредиенты для увеличения рН до желаемого уровня, может быть предпочтительно применять белковый продукт уже в нейтральной или близкой к нейтральной форме. Коммерческие продукты белка из зернобобовых культур обычно обеспечивают при нейтральном или близком к нейтральному рН.

Раскрытие изобретения

В соответствии с настоящим изобретением необязательно концентрированный и необязательно диафильтрованный водный раствор белка, полученный в соответствии с вышеупомянутыми заявками на патент США №№13/103,528, 13/289,264, 13/556,357 и 13/642,003, или раствор, полученный путем регидратации высушенного продукта белка из зернобобовых культур в соответствии со способом по вышеупомянутым заявками на патент США №№13/103,528, 13/289,264, 13/556,357 и 13/642,003, доводят до рН в диапазоне от примерно 6 до примерно 8, предпочтительно, от примерно 6,5 до примерно 7,5 и затем или высушивают полученный продукт, или отделяют и высушивают любой осадок, который он формирует. Альтернативно, после доведения рН до величины, равной от примерно 6 до примерно 8, раствор с доведенным рН может быть подвергнут термообработке, и затем полученный продукт высушивают или любой осадок, который он формирует, отделяют и высушивают. Стадия термической обработки служит для модификации функциональных свойств белкового продукта, а именно, для снижения растворимости белка и увеличения способности материала к связыванию воды. Продукты белка из зернобобовых культур, обеспеченные в данном документе, имеют чистый вкус и могут быть применены в пищевой промышленности в нейтральных или близких к нейтральным условиях.

Хотя широкий спектр коммерческих продуктов белка из зернобобовых культур, с различными функциональными свойствами и с множеством предназначений, доступен для применения в пищу, некоторые из наиболее распространенных приложений для коммерческих продуктов белка из зернобобовых культур представляют собой обработанные мясные продукты, хлебобулочные изделия и питательные батончики. Продукты белка из зернобобовых культур настоящего изобретения с доведенным рН имеют более чистый вкус, чем традиционные продукты белка из зернобобовых культур и могут заменить традиционные продукты белка из зернобобовых культур в различных пищевых продуктах, включая виды, упомянутые выше, для обеспечения пищевых продуктов, имеющих усовершенствованный вкус.

Продукты белка из зернобобовых культур с доведенным рН настоящего изобретения также очень полезны в производстве продуктов питания, напитков и замороженных десертов, имеющих рН, равный от примерно 6 и примерно 8, таких как аналоги молочных продуктов, альтернативные молочные продукты и продукты, которые представляют собой смеси молочных/растительных ингредиентов. Продукты белка из зернобобовых культур с доведенным рН настоящего изобретения в особенности полезны в аналогах молочных напитков или в альтернативных молочных напитках, которые составляют и готовят так, чтобы они имели органолептические и/или питательные свойства, похожие на свойства коровьего молока. Такие напитки, как правило, приготовленные при рН, равном от примерно 7 до примерно 7,5, как правило, содержат белок, необязательно, содержат жир, который стабилизируют, чтобы не происходило разделения на стадии гомогенизации, и необязательно, содержат добавленные витамины и минералы. Кислый продукт белка из зернобобовых культур, полученный способом в соответствии с вышеупомянутыми заявками на патент США №№13/103,528, 13/289,264, 13/556,357 и 13/642,003, также может быть применен в таких аналогах молочных напитков или в альтернативных молочных напитках, но применение продукта настоящего изобретения имеет то преимущество, что при приготовлении напитка либо не нужна стадия доведения рН, либо степень доведения рН минимизирована.

Соответственно, в одном из аспектов настоящего изобретения, обеспечивают способ получения продукта белка из зернобобовых культур, включающий:

(a) обеспечение водного раствора продукта белка из зернобобовых культур с содержанием белка, равным, по меньшей мере, примерно 60% (по масс.) (N×6,25) d.b., который полностью растворим в водной среде при рН, менее чем примерно 4,4, и термостабилен в этом диапазоне рН,

(b) доведение рН раствора до величины, равной от примерно рН 6 до примерно 8, предпочтительно, от примерно 6,5 до примерно 7,5 и

(c) необязательно, высушивание всего раствора с доведенным рН, или

(d) необязательно, извлечение и затем высушивание любого осажденного белкового вещества из зернобобовых культур, или

(e) необязательно, термическую обработку раствора с доведенным рН и затем высушивание всего термически обработанного раствора, или

(f) необязательно, термическую обработку раствора с доведенным рН, затем извлечение и высушивание любого осажденного белкового вещества из зернобобовых культур.

В другом аспекте настоящего изобретения, раствор белка зернобобовых культур, полученный в соответствии с процедурой по вышеуказанным заявкам на патент США, может быть обработан для получения белковых продуктов из зернобобовых культур с доведенным рН, обеспеченных в данном документе. Соответственно, в дополнительном аспекте настоящего изобретения, обеспечивают способ получения продукта белка из зернобобовых культур, включающий:

(a) экстракцию источника белка зернобобовых культур водным раствором кальциевой соли, в особенности раствором хлорида кальция для того, чтобы вызвать растворение белка зернобобовых культур из источника белка и для формирования водного раствора белка зернобобовых культур,

(b) отделение водного раствора белка зернобобовых культур от остатков источника белка зернобобовых культур,

(c) необязательно, разбавление водного раствора белка зернобобовых культур,

(d) доведение рН водного раствора белка зернобобовых культур до величины, равной от примерно 1,5 до примерно 4,4, предпочтительно, от примерно 2 до примерно 4, для получения подкисленного водного раствора белка зернобобовых культур,

(e) необязательно, термическую обработку подкисленного водного раствора белка зернобобовых культур для снижения активности ингибиторов трипсина, представляющих собой антипитательные факторы, и микробной нагрузки,

(f) необязательно, концентрирование подкисленного водного раствора белка зернобобовых культур при одновременном поддержании ионной силы раствора в основном постоянной с помощью технологии селективных мембран,

(g) необязательно, диафильтрование концентрированного раствора белка зернобобовых культур,

(h) необязательно, пастеризацию концентрированного раствора белка зернобобовых культур для снижения микробной нагрузки,

(i) доведение рН водного раствора белка зернобобовых культур до величины, равной от примерно рН 6 до примерно 8, предпочтительно, от примерно 6,5 до примерно 7,5 и

необязательно, высушивание всего раствора с доведенным рН или

необязательно, извлечение и высушивание любого осажденного белкового вещества из зернобобовых культур или

необязательно, термическую обработку раствора с доведенным рН и затем высушивание всего термически обработанного раствора или

необязательно, термическую обработку раствора с доведенным рН и затем извлечение и высушивание любого осажденного белкового вещества из зернобобовых культур.

Термическую обработку раствора с доведенным рН, как правило, осуществляют при температуре, равной от примерно 70° до примерно 160°С в течение от примерно 2 секунд до примерно 60 минут, предпочтительно, от примерно 80° до примерно 120°С в течение от примерно 15 секунд до примерно 15 минут, более предпочтительно, от примерно 85° до примерно 95°С в течение от примерно 1 до примерно 5 минут.

Обеспечение продукта белка из зернобобовых культур с нейтральным рН, равным от примерно 6 до примерно 8, облегчает применение продукта в приложениях, имеющих нейтральный или близкий к нейтральному рН, устраняя необходимость включать в композицию приложения ингредиенты, повышающие рН, для противодействия низкому рН продукта белка из зернобобовых культур. Продукты белка из зернобобовых культур, представленные в настоящем документе, имеют чистый вкус и могут быть применены в пищевой промышленности в нейтральных или близких к нейтральным условиях.

Возможности способа, описанного в настоящей заявке, позволяют получить продукты белка из зернобобовых культур с разнообразными функциональными свойствами, увеличивая полезность белкового продукта с доведенным рН из зернобобовых культур в качестве пищевого ингредиента и в качестве заменителя традиционных ингредиентов белка из зернобобовых культур.

Поскольку настоящее изобретение относится, главным образом, к получению и применению изолятов белка зернобобовых культур с содержанием белка, равным, по меньшей мере, примерно 90% (по масс.) (N×6,25) на сухую массу (d.b.), предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100% (по масс.), предполагается, что могут быть обеспечены и применены продукты белка из зернобобовых культур меньшей чистоты, имеющие сходные свойства с изолятами белка зернобобовых культур. Такие продукты с меньшей чистотой могут иметь концентрацию белка, равную, по меньшей мере, примерно 60% (по масс.) (N×6,25) d.b.

Продукты белка из зернобобовых культур, обеспеченные в данном документе, представляют собой новые продукты. Соответственно, в другом аспекте настоящего изобретения, обеспечивают продукт белка из зернобобовых культур с содержанием белка, равным, по меньшей мере, примерно 60% (по масс.), предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90% (по масс.), более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100% (по масс.), (N×6,25) на сухую массу (d.b.), имеющий природный рН в водном растворе, равный от примерно 6 до примерно 8, предпочтительно, от примерно 6,5 до примерно 7,5, и у которого отсутствуют характерные привкусы, присущие коммерческим продуктам белка из зернобобовых культур, применяемым в настоящее время. Изобретение включает пищевую композицию, включающую продукт белка из зернобобовых культур, обеспеченный в данном документе.

У продукта белка из зернобобовых культур, полученного в соответствии со способом настоящего документа, отсутствуют характерные зеленые и/или зернобобовые, и/или овощные привкусы, свойственные применяемым в настоящее время коммерческим продуктам белка из зернобобовых культур, и он подходит для применения в самых разнообразных традиционных приложениях белковых продуктов, включая без ограничений, обогащение белком подвергнутых технологической обработке пищевых продуктов, напитков и замороженных десертов, эмульгирования масла, в качестве формообразующего средства в хлебобулочных изделиях и пенообразующего средства в продуктах, которые захватывают газы. Кроме того, продукт белка из зернобобовых культур может быть сформирован в белковые волокна, полезные в аналогах мяса, и может быть применен в качестве заменителя яичного белка или наполнителя в пищевых продуктах, в которых яичный белок применяют в качестве связующего. Продукт белка из зернобобовых культур также может быть применен в пищевых добавках. Продукт белка из зернобобовых культур также может быть применен в аналогах молочных продуктов, альтернативных молочных продуктах или в продуктах, представляющих собой смеси молочных/растительных ингредиентов. Другие применения продукта белка из зернобобовых культур представляют собой применения в кормах для домашних животных, в комбикормах, в промышленных и косметических приложениях и в продуктах для личной гигиены.

Осуществление изобретения

Начальная стадия способа обеспечения белковыми продуктами из зернобобовых культур включает солюбилизацию белка зернобобовых культур из источника белка зернобобовых культур. Зернобобовые культуры, к которым может быть применено изобретение, включают, но не ограничиваются, чечевицу, нут, сухой горох и сухие бобы. Источник белка зернобобовых культур может представлять собой зернобобовые культуры или любой продукт из зернобобовых культур или субпродукт, полученный в результате переработки зернобобовых культур. Например, источник белка зернобобовых культур может представлять собой муку, полученную путем измельчения, необязательно, лущеного зерна зернобобовых культур. В качестве другого примера, источник белка зернобобовых культур может представлять собой обогащенную белком фракцию зернобобовых, сформированную путем лущения и измельчения зерна зернобобовых культур, а затем проведения пневматической классификации лущеного и измельченного материала в обогащенную крахмалом и обогащенную белком фракции. Продукт белка из зернобобовых культур, извлеченный из источника белка зернобобовых культур, может представлять собой природный белок в зернобобовых культурах, или белковый материал может представлять собой белок, модифицированный с помощью генетических манипуляций, но обладающий характерными гидрофобными и полярными свойствами природного белка.

Солюбилизацию белка из источника материала белка зернобобовых культур удобнее всего осуществлять, применяя раствор хлорида кальция, хотя можно применять растворы других солей кальция. Кроме того, могут быть применены другие соединения щелочноземельных металлов, такие как соли магния. Кроме того, экстракцию белка зернобобовых культур из источника белка зернобобовых культур можно осуществлять с помощью раствора солей кальция в комбинации с раствором другой соли, такой как хлорид натрия. Кроме того, экстракцию белка зернобобовых культур из источника белка зернобобовых культур можно осуществлять с помощью раствора соли кальция в комбинации с раствором другой соли, такой как хлорид натрия. Кроме того, экстракцию белка зернобобовых культур из источника белка зернобобовых культур можно осуществлять с помощью воды или раствора другой соли, такой как хлорид натрия, в этом случае соли кальция впоследствии добавляют к водному раствору белка зернобобовых культур, полученному на стадии экстракции. Осадок, сформировавшийся в результате добавления солей кальция, удаляют перед последующей обработкой.

При увеличении концентрации раствора солей кальция, степень солюбилизации белка из источника белка зернобобовых культур сначала возрастает и растет до тех пор, пока не будет достигнута максимальная величина. Любое последующее увеличение концентрации соли не приводит к увеличению общего солюбилизированного белок. Концентрация раствора солей кальция, которая вызывает максимальную солюбилизацию белка, варьирует в зависимости от выбранной соли. Как правило, предпочтительно применять величину концентрации менее чем примерно 1,0 М, и более предпочтительно, величину, равную от примерно 0,10 до примерно 0,15 М.

В периодическом способе, солевую солюбилизацию белка осуществляют при температуре, равной от примерно 1° до примерно 100°С, предпочтительно, от примерно 15°С до примерно 65°С, более предпочтительно, от примерно 20° до примерно 35°С, предпочтительно сопровождая процедуру перемешиванием для снижения времени солюбилизации, которое обычно бывает равно от примерно 1 до примерно 60 минут. Предпочтительно, для осуществления солюбилизации, экстрагировать настолько много белка из источника белка зернобобовых культур, насколько это практически возможно, с тем, чтобы обеспечить высокий общий выход продукта.

В непрерывном способе, экстракцию белка из источника белка зернобобовых культур проводят в любой форме, соответствующей осуществлению непрерывной экстракции белка из источника белка зернобобовых культур. В одном из воплощений, источник белка зернобобовых культур непрерывно перемешивают с раствором солей кальция, и смесь транспортируют по трубе или трубопроводу, имеющему такую длину и при такой скорости потока в течение времени пребывания, которые были достаточны для осуществления желаемой экстракции в соответствии с параметрами, описанными в настоящем документе. В такой непрерывной процедуре, стадию солевой солюбилизации осуществляют за время, равное от примерно 1 минуты до примерно 60 минут, предпочтительно, для осуществления солюбилизации экстрагировать настолько много белка из источника белка зернобобовых культур, насколько это практически возможно. Солюбилизацию в непрерывной процедуре осуществляют при температурах от примерно 1° до примерно 100°С, предпочтительно от примерно 15°С до примерно 65°С, более предпочтительно, от примерно 20° до примерно 35°С.

Экстракцию, как правило, проводят при рН, равном от примерно 4,5 до примерно 11, предпочтительно, от примерно 5 до примерно 7. При необходимости, рН системы экстракции (источник белка зернобобовых культур и раствор солей кальция) может быть доведен до любой желаемой величины, в диапазоне от примерно 4,5 до примерно 11, для применения на стадии экстракции путем добавления любой подходящей кислоты пищевого качества, обычно соляной кислоты или фосфорной кислоты, или щелочи пищевого качества, обычно, гидроксида натрия.

Концентрация источника белка зернобобовых культур в растворе солей кальция на стадии солюбилизации может широко варьировать. Типичные величины концентраций равны от примерно 5 до примерно 15% (масс./об.).

На стадии экстракции белка водным раствором соли происходит дополнительная солюбилизация жиров, которые могут присутствовать в источнике белка зернобобовых культур, что затем приводит к присутствию жиров в водной фазе.

Раствор белка, полученный из стадия экстракции, как правило, имеет концентрацию белка, равную от примерно 5 до примерно 50 г/л, предпочтительно, от примерно 10 до примерно 50 г/л.

Водный раствор солей кальция может содержать антиоксидант. Антиоксидант может представлять собой любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновую кислоту. Количество примененного антиоксиданта может варьировать от примерно 0,01 до примерно 1% (по масс.) раствора, предпочтительно, от примерно 0,05% (по масс.). Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных соединений в растворе белка.

Водная фаза, полученная на стадии экстракции, затем может быть отделена от остатков источника белка зернобобовых культур, любым подходящим способом, например, путем применения центрифуги-декантатора, с последующим диск-центрифугированием и/или фильтрацией, для удаления остатков материал источника белка зернобобовых культур. Стадия отделения может быть проведена при любой температуре в диапазоне от примерно 1° до примерно 100°С, предпочтительно, от примерно 15° до примерно 65°С, более предпочтительно, от примерно 50° до примерно 60°С. Альтернативно, необязательные, описанные ниже стадии разведения и закисления могут быть применены к смеси водных растворов белка зернобобовых культур и остатков источника белка зернобобовых культур, с последующим удалением остатков материала источника белка зернобобовых культур с помощью описанной выше стадии отделения. Отделенные остатки источника белка зернобобовых культур могут быть высушены для утилизации или дополнительной обработки, такой как извлечение крахмала и/или остаточного белка. Остаточный белок может быть извлечен с помощью повторной экстракции отделенных остатков источника белка зернобобовых культур свежим раствором солей кальция, и раствор белка, полученный при осветлении, объединяют с исходным раствором белка для дальнейшей обработки, как описано ниже. Альтернативно, отделенные остатки источника белка зернобобовых культур могут быть обработаны традиционным способом изоэлектрического осаждения или с помощью любой другой подходящий процедуры извлечения остаточного белка.

Водный раствор белка зернобобовых культур может быть обработан противовспенивающим средством, таким как любое подходящее пищевое, не основанное на силиконе, противовспенивающее средство, для снижения объема пены, формирующейся при дальнейшей обработке. Количество примененного противовспенивающего средства, как правило, больше чем примерно 0,0003% масс./об. Альтернативно, противовспенивающее средство в описанном количестве может быть добавлено на стадиях экстракции.

Отделенный водный раствор белка зернобобовых культур, при необходимости, может быть подвергнут операции обезжиривания, такой, как описана в патентах США №№5,844,086 и 6,005,076, переуступленных правопреемнику настоящей заявки, и раскрытие которых включено в настоящий документ путем отсылок. Альтернативно, обезжиривание отделенного водного раствора белка зернобобовых культур может быть достигнуто с помощью любой другой подходящий процедуры.

Водный раствор белка зернобобовых культур может быть обработан адсорбентом, таким как порошкообразный активированный уголь или гранулированный активированный уголь, для удаления окрашенных и/или пахучих соединений. Такая обработка адсорбентом может быть проведена в любых подходящих условиях, как правило, при температуре окружающей среды отделенного водного раствора белка. Для порошкообразного активированного угля применяют количество, равное от примерно 0,025%) до примерно 5% масс./об., предпочтительно, от примерно 0,05% до примерно 2% масс./об. Адсорбирующее средство может быть удалено из раствора белка зернобобовых культур любыми подходящими способами, например, фильтрацией.

Полученный водный раствор белка зернобобовых культур может быть разбавлен, как правило, от примерно 0,1 до примерно 10 объемами, предпочтительно, от примерно 0,5 до примерно 2 объемами водного разбавителя, для того, чтобы снизить электропроводность водного раствора белка зернобобовых культур до величины, как правило, ниже примерно 105 мСм, предпочтительно, от примерно 4 до примерно 21 мСм. Такое разведение обычно осуществляют, применяя воду, хотя может быть применен разбавленный раствор соли, такой как хлорид натрия или хлорид кальция, имеющий проводимость вплоть до примерно 3 мСм.

Вода, с которой смешивают раствор белка зернобобовых культур, как правило, имеет ту же температуру, что и раствор белка зернобобовых культур, но вода может иметь температуру, равную от примерно 1° до примерно 100°С, предпочтительно, от примерно 15° до примерно 65°С, более предпочтительно, от примерно 50° до примерно 60°С.

Затем, рН необязательно разбавленного раствора белка зернобобовых культур доводят до величины, равной от примерно 1,5 до примерно 4,4, предпочтительно, от примерно 2 до примерно 4, добавлением любой подходящей кислоты пищевого качества, такой как соляная кислота или фосфорная кислота, в результате получают подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур, предпочтительно, прозрачный подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур. Подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур имеет проводимость, как правило, менее чем примерно 110 мСм, для разбавленного раствора белка зернобобовых культур или, как правило, менее чем примерно 115 мСм, для неразбавленного раствора белка зернобобовых культур, в обоих случаях, предпочтительно, от примерно 4 до примерно 26 мСм.

Как указывалось выше, в качестве альтернативы более раннего отделения остатков источника белка зернобобовых культур, водный раствор белка зернобобовых культур и остатки материала источника белка зернобобовых культур, могут быть необязательно разбавлены и подкислены вместе, и затем подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур осветляют и отделяют от остатков материала источника белка зернобобовых культур с помощью любой подходящей методики, как обсуждалось выше. Подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур, необязательно, может быть обезжирен, необязательно, обработан адсорбентом и, необязательно, обработан противовспенивающим средством, как описано выше.

Подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур может быть подвергнут термической обработке для инактивации термолабильных антипитательных факторов, таких как ингибиторы трипсина, присутствующих в таком растворе в результате экстракции из материала источника белка зернобобовых культур на стадии экстракции. Такая стадия нагревания также обеспечивает дополнительное преимущество, так как снижает микробную нагрузку. Как правило, раствор белка нагревают до температуры, равной от примерно 70° до примерно 160°С, предпочтительно, от примерно 80° до примерно 120°С, более предпочтительно, от примерно 85° до примерно 95°С, в течение от примерно 10 секунд до примерно 60 минут, предпочтительно, от примерно 10 секунд до примерно 5 минут, более предпочтительно, от примерно 30 секунд до примерно 5 минут. Затем подвергнутый термообработке подкисленный раствор белка зернобобовых культур может быть охлажден для дальнейшей обработки, как описано ниже, до температуры, равной от примерно 2° до примерно 65°С, предпочтительно, от примерно 50°С до примерно 60°С.

Если необязательно разбавленный, подкисленный и необязательно подвергнутый термообработке раствор белка зернобобовых культур не был прозрачен, то его можно осветлить с помощью любой подходящей процедуры, такой как фильтрация или центрифугирование.

Полученный подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур может быть доведен до величины рН, равной от примерно 6 до примерно 8, предпочтительно, от примерно 6,5 до примерно 7,5, как описано ниже, необязательно, дополнительно обработан, как описано ниже, и затем высушен для получения продукта белка из зернобобовых культур. Для того чтобы обеспечить продукт белка из зернобобовых культур, имеющий пониженное содержание примесей и сниженное содержание солей, такой как изолят белка зернобобовых культур, подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур может быть обработан перед стадией доведения рН.

Подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур может быть сконцентрирован для увеличения концентрации белка в нем, при сохранении его ионной силы практически постоянной. Такое концентрирование, как правило, осуществляют для обеспечения концентрированного раствора белка зернобобовых культур, имеющего концентрацию белка, равную от примерно 50 до примерно 300 г/л, предпочтительно, от примерно 100 до примерно 200 г/л.

Стадию концентрирования можно осуществлять любым подходящим способом, соответствующим периодическому или непрерывному способу, таким как способ с применением любой подходящей методики с селективными мембранами, например, ультрафильтрация или диафильтрация, применяя такие мембраны, как половолоконные мембраны или спиральновитые мембраны, с подходящим отсечением по молекулярным массам, таким как от примерно 1000 до примерно 1000000 дальтон, предпочтительно, от примерно 1000 до примерно 100000 дальтон, в зависимости от различных материалов и конфигураций мембран, и, для непрерывного способа, с такими размерами, которые позволяют обеспечить желаемую степень концентрирования при прохождении водного раствора белка через мембраны.

Как хорошо известно, ультрафильтрация и похожие методики с применением селективных мембран позволяют низкомолекулярным соединениям проходить через мембраны, предотвращая прохождение соединений с высокой молекулярной массой. Низкомолекулярные соединения включают не только ионные формы солей, но также низкомолекулярные вещества, экстрагированные из материала источника, такие как углеводы, пигменты, низкомолекулярные белки и антипитательные факторы, такие как ингибиторы трипсина, которые сами по себе представляют низкомолекулярные белки. Отсечение по молекулярным массам мембраны обычно выбирают такое, чтобы обеспечить удержание значительной доли белка в растворе, то же время, позволяя проходить примесям, принимая во внимание различные материалы и конфигурации мембран.

Концентрированный раствор белка зернобобовых культур затем может быть подвергнут стадии диафильтрации водой или разбавленным солевым раствором. Раствор диафильтрации может иметь свой природный рН или иметь рН, равный рН диафильтрованного раствора белка, или быть равен любому промежуточному значению рН. Такую диафильтрацию можно осуществлять с помощью от примерно 1 до примерно 40 объемов раствора диафильтрации, предпочтительно, от примерно 2 до примерно 25 объемов раствора диафильтрации. В ходе диафильтрации, дополнительные количества примесей удаляют из водного раствора белка зернобобовых культур с фильтратом, путем пропускания через мембрану. Эта процедура очищает водный раствор белка и также может снизить его вязкость. Операцию диафильтрации можно осуществлять до тех пор, пока никаких существенных дополнительных количеств примесей или видимого окрашивания не останется в фильтрате, или до тех пор, ретентат не будет в достаточной степени очищен, таким образом, что после доведения рН, необязательно, дополнительной обработки, и затем высушивания, будет обеспечен изолят белка зернобобовых культур с содержанием белка равным, по меньшей мере, примерно 90% (по масс.) (N×6,25) d.b. Такую диафильтрацию можно осуществлять с помощью той же мембраны, которую применяли на стадии концентрирования. Однако если желательно, стадию диафильтрации можно осуществлять с помощью отдельной мембраны с другим отсечением по молекулярным массам, такой как мембрана, имеющая отсечение по молекулярным массам в диапазоне от примерно 1000 до примерно 1000000 дальтон, предпочтительно, от примерно 1000 до примерно 100000 дальтон, с учетом различных материалов и конфигураций мембраны.

Альтернативно, стадия диафильтрации может быть применена к подкисленному водному раствору белка перед концентрированием или к частично концентрированному подкисленному водному раствору белка. Диафильтрация также может быть применена в нескольких точках в ходе концентрирования. Если диафильтрацию применяют перед концентрированием или для частично сконцентрированного раствора, то полученный диафильтрованный раствор затем может быть дополнительно сконцентрирован. Снижение вязкости, достигаемое многократной диафильтрацией в ходе концентрирования раствора белка, может позволить достигнуть более высокой конечной концентрации полностью сконцентрированного белка.

Стадию концентрирования и стадию диафильтрации можно осуществлять в настоящем документе таким образом, чтобы впоследствии извлеченный белковый продукт из зернобобовых культур содержал менее чем примерно 90% (по масс.) белок (N×6,25) d.b., например, по меньшей мере, примерно 60% (по масс.) белок (N×6,25) d.b. Путем частичного концентрирования и/или частичного диафильтрования водного раствора белка зернобобовых культур, возможно осуществить только частичное удаление примесей. Затем рН данного раствора белка может быть доведен, он, необязательно, может быть дополнительно обработан, как описано ниже, и высушен для обеспечения продукта белка из зернобобовых культур с пониженным уровнем чистоты.

Антиоксидант может присутствовать в среде диафильтрации на протяжении, по меньшей мере, части стадии диафильтрации. Антиоксидант может представлять любой подходящий антиоксидант, такой как сульфит натрия или аскорбиновую кислоту. Количество антиоксиданта, примененного в среде диафильтрации, зависит от примененных материалов, и может варьировать от примерно 0,01 до примерно 1% (по масс.), предпочтительно, от примерно 0,05%) (по масс.). Антиоксидант служит для ингибирования окисления любых фенольных соединений, присутствующих в растворе белка зернобобовых культур.

Необязательную стадию концентрирования и необязательную стадию диафильтрации можно осуществлять при любой подходящей температуре, как правило, от примерно 2° до примерно 65°С, предпочтительно, от примерно 50° до примерно 60°С, и за время, необходимое для достижения желаемой степени концентрирования и диафильтрации. Применяемая температура и другие условия до некоторой степени зависят от мембранного оборудования, применяемого для осуществления мембранной обработки, желаемой концентрации раствора белка и эффективности удаления загрязняющих веществ в фильтрате.

Как упоминалось ранее, зернобобовые культуры содержат ингибиторы трипсина, представляющие собой антипитательные факторы. Уровень активности ингибиторов трипсина в конечном белковом продукте из зернобобовых культур можно контролировать путем манипулирования различными переменными способа.

Как указано выше, термическая обработка подкисленного водного раствора белка зернобобовых культур может быть применена для инактивации термолабильных ингибиторов трипсина. Частично концентрированный или полностью концентрированный подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур также может быть подвергнут термообработке для инактивации термолабильных ингибиторов трипсина. Если термическую обработку применяют для частично концентрированного подкисленного водного раствора белка зернобобовых культур, то затем полученный подвергнутый термообработке раствор может быть дополнительно сконцентрирован.

Кроме того, стадии концентрирования и/или диафильтрации могут быть осуществлены способом, благоприятным для удаления ингибиторов трипсина в фильтрате вместе с другими примесями. Удалению ингибиторов трипсина способствует применение мембраны с большим размером пор, таким как от 30000 до 1000000 Да, эксплуатация мембраны при повышенных температурах, таких как от 30° до 65°С, предпочтительно, от примерно 50° до примерно 60°С, и применение увеличенных объемов среды диафильтрации, например, от 10 до 40 объемов.

Закисление и обработка с помощью мембран раствора белка зернобобовых культур при более низких значениях рН, таких как от 1,5 до 3, может снизить активность ингибиторов трипсина по сравнению с обработкой раствора при более высоких значениях рН, таких как от 3 до 4,4. Кроме того, снижение активности ингибиторов трипсина может быть достигнуто путем воздействия на материалы зернобобовых культур восстановителями, которые разрывают или перестраивают дисульфидные связи в ингибиторах. Подходящие восстановители включают сульфит натрия, цистеин и N-ацетилцистеин.

Добавление таких восстановителей можно осуществлять на разных стадиях всего способа. Восстановитель может быть добавлен с источником материала белка зернобобовых культур на стадии экстракции, может быть добавлен к просветленному водному раствору белка зернобобовых культур с последующим удалением остатков материла источника белка зернобобовых культур, может быть добавлен к диафильтрованному ретентату перед или после доведения рН или может быть высушен, будучи смешанным с высушенным белковым продуктом из зернобобовых культур. Добавление восстановителя может быть объединено со стадией термической обработки и стадиями обработки с помощью мембран, как описаны выше.

Если желательно сохранить активные ингибиторы трипсина в растворе белка, то этого можно достичь путем устранения или снижения интенсивности стадии термической обработки, отказом от применения восстановителей, осуществления необязательной стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации при менее кислых значениях рН, таких как от 3 до 4,4, применения концентрирования и диафильтрации с помощью мембран с меньшим размером пор, эксплуатации мембраны при более низких температурах и применения меньших объемов среды диафильтрации.

Необязательно концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор белка, при необходимости, может быть подвергнут дополнительной процедуре обезжиривания такой, как описана в патентах США №№5,844,086 и 6,005,076. Альтернативно, обезжиривание необязательно концентрированного и необязательно диафильтрованного раствора белка может быть достигнуто с помощью любой другой подходящий процедуры.

Необязательно концентрированный и необязательно диафильтрованный водный раствор белка может быть обработан адсорбентом, таким как порошкообразный активированный уголь или гранулированный активированный уголь, для удаления окрашенных и/или пахучих соединений. Такая обработка адсорбентом может быть проведена в любых подходящих условиях, как правило, при температуре окружающей среды раствора белка. Для порошкообразного активированного угля, применяют количество, равное от примерно 0,025% до примерно 5% масс./об., предпочтительно, от примерно 0,05% до примерно 2% масс./об. Адсорбент может быть удален из раствора белка зернобобовых культур любыми подходящими способами, такими как фильтрация.

Перед доведением рН раствора белка зернобобовых культур можно осуществить стадию пастеризации. Такую пастеризацию можно осуществлять в любых желаемых условиях пастеризации. Как правило, необязательно концентрированный и необязательно диафильтрованный раствор белка зернобобовых культур нагревают до температуры, равной от примерно 55° до примерно 70°С, предпочтительно, от примерно 60° до примерно 65°С, в течение от примерно 30 секунд до примерно 60 минут, предпочтительно, от примерно 10 минут до примерно 15 минут. Затем пастеризованный раствор белка зернобобовых культур может быть охлажден для дальнейшей обработки, предпочтительно до температуры, равной от примерно 25° до примерно 40°С.

Различные процедуры могут быть применены для обеспечения продукта белка из зернобобовых культур с доведенным рН в соответствии с изобретением из кислого растворимого продукта белка из зернобобовых культур и для управления его функциональными свойствами.

В одной из таких процедур, описанный выше подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур, частично концентрированный раствор белка зернобобовых культур или концентрированный раствор белка зернобобовых культур, после необязательного разведения от примерно 0,1 до примерно 6 объемами воды, предпочтительно, от примерно 1 до примерно 4 объемами воды, может быть доведен до величины рН, равной от примерно 6 до примерно 8, предпочтительно, от примерно 6,5 до примерно 7,5. Весь образец затем может быть высушен или любые осажденные твердые вещества могут быть собраны центрифугированием, и только их высушивают для формирования продукта. Альтернативно, раствор с рН от 6 до 8 может быть нагрет до температуры, равной от примерно 70° до примерно 160°С, в течение от примерно 2 секунд до примерно 60 минут, предпочтительно, от примерно 80° до примерно 120°С, в течение примерно 15 секунд до примерно 15 минут, более предпочтительно, от примерно 85° до примерно 95°С, в течение от примерно 1 до примерно 5 минут, перед высушиванием всего образца или сбором любых осажденных твердых веществ центрифугированием и высушиванием их для формирования продукта.

В качестве дополнительной альтернативы, подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур может быть доведен до величины рН, равной от примерно 6 до примерно 8, предпочтительно, от примерно 6,5 до примерно 7,5, перед указанными выше необязательной стадией концентрирования и необязательной стадий диафильтрации. Раствор белка с доведенным рН, полученный после необязательной стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации, затем может быть высушен или подвергнут центрифугированию для сбора любого нерастворимого белкового вещества из зернобобовых культур, которое может быть высушено. Альтернативно, раствор белка с доведенным рН, полученный на необязательной стадии концентрирования и необязательной стадии диафильтрации, может быть подвергнут термообработке и затем высушен или подвергнут центрифугированию для сбора любого нерастворимого белкового вещества из зернобобовых культур, которое может быть высушено.

Альтернативно, подкисленный водный раствор белка зернобобовых культур, необязательно, обработанный как описано выше, высушивают без какого-нибудь доведения рН. Высушенный продукт белка из зернобобовых культур затем может быть повторно растворен в воде, и рН полученного кислого водного раствора перед высушиванием увеличивают до значения, равного от примерно 6 до примерно 8, предпочтительно 6,5 до примерно 7,5, любым подходящим способом, таким как с помощью водного раствора гидроксида натрия. Альтернативно, любой осадок, сформировавшийся при доведении рН от примерно 6 до примерно 8, извлекают с помощью центрифугирования, и эти твердые вещества высушивают с получением продукта белка из зернобобовых культур.

В качестве дополнительной альтернативы, перед высушиванием всего образца раствор со значением рН, равным от 6 до 8, может быть нагрет до температуры, равной от примерно 70°С до примерно 160°С, в течение от примерно 2 секунд до примерно 60 минут, предпочтительно, от примерно 80° до примерно 120°С, в течение примерно 15 секунд до примерно 15 минут, более предпочтительно, от примерно 85° до примерно 95°С, в течение от примерно 1 до примерно 5 минут, или в еще одной альтернативной процедуре, извлекают центрифугированием и высушивают только любые нерастворимые твердые вещества, присутствующие в образце, который подвергали термообработке.

Сухой продукт белка из зернобобовых культур имеет содержание белка, равное, по меньшей мере, примерно 60% (по масс.) (N×6,25) d.b. Предпочтительно, сухой продукт белка из зернобобовых культур представляет собой изолят с высоким содержанием белка, в избытке, равном примерно 90% (по масс.) белка, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 100% (по масс.) белка (N×6,25) d.b.

В ходе процедуры, при которой осажденные твердые вещества собирают и высушивают, фракция оставшегося растворимого белка также может быть обработана для формирования продукта белка из зернобобовых культур. Растворимая фракция может быть непосредственно высушена или перед высушиванием может быть дополнительно обработана путем концентрирования с помощью мембран и/или диафильтрации и/или термической обработки.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Данный пример иллюстрирует получение изолятов белка гороха с доведенным рН.

30 кг концентрата белка гороха, полученного с помощью пневматической классификации муки, выполненной путем измельчения желтого лущеного гороха, добавляли к 300 л раствора 0,15 М CaCl₂ при температуре окружающей среды и перемешивали в течение 30-ти минут для обеспечения водного раствора белка. Остаточные твердые вещества удаляют центрифугированием и получают 262 л фугата с содержанием белка, равным 3,47% по массе. Данный фугат добавляли к 317 л воды и рН образца снижали до 3,27 с помощью HCl, которую разбавляют равным объемом воды. Разбавленный и подкисленный фугат дополнительно просветляли фильтрацией для обеспечения раствора белка, с содержанием белка равным 1,23% по массе.

Отфильтрованный раствор белка объем снижали от 583 л до 60 л концентрированием на PES мембране, имевшей отсечение по молекулярной массе, равное 10000 дальтон, эксплуатируемой при температуре, равной от примерно 56°С. На этом этапе подкисленный раствор белка, с содержанием белка равно 10,14% по массе, диафильтровали 600 л RO воды, процедуру диафильтрации проводили при примерно 59°С. Полученный диафильтрованный раствор имел массу, равную 58,36 кг, и содержание белка, равное 9,16% по массе.

Образец концентрированного раствора белка массой 18,86 кг, который представлял собой выход, равный 24,1% от отфильтрованного раствора белка, разбавляли 18,92 кг воды и затем обрабатывали водным раствором гидроксида натрия для повышения рН, образца до 7,00 и формирования осадка. Аликвоту образца массой 1 кг с доведенным рН центрифугировали при 6500 g и осадок собирали и подвергали сублимационной сушке для формирования продукта, названного YP03-L07-11A YP701N, с содержанием белка, равным 106,33% (по масс.) (N×6,25) на сухую массу. Остаток образца с доведенным рН высушивали распылением и затем подвергали сублимационной сушке для дальнейшего снижения содержания влаги и для формирования продукта, названного YP03-L07-11A YP701N2, с содержанием белка, равным 102,02% (по масс.) (N×6,25) на сухую массу.

Пример 2

Данный пример представляет собой еще одну иллюстрацию получения изолята белка гороха с доведенным рН.

46,3 кг желтой муки из лущеного гороха объединяли с 300 л воды, очищенной с помощью обратного осмоса, при 30°С и перемешивали в течение 30-ти минут. Добавляли 4,53 кг гранул хлорида кальция (95,5%) и смесь перемешивали в течение дополнительных 15-ти минут. Остаточные твердые вещества удаляли центрифугированием и получали 264 л фугата с содержанием белка, равным 1,94% по массе. 264 л фугата добавляли к 185 л RO воды и рН образца снижали до 2,99 с помощью HCl, которая была разбавлена равным объемом воды. Разбавленный и подкисленный фугат дополнительно просветляли фильтрацией для обеспечения раствора белка с содержанием белка равно 0,95% по массе.

Объем отфильтрованного раствора белка снижали от 470 л до 66 л концентрированием на полиэфирсульфоновой (PES) мембране, имевшей отсечение по молекулярной массе, равное 10000 дальтон, эксплуатируемой при температуре, равной приблизительно 58°С. На этом этапе раствор белка, с содержанием белка равно 4,75% (по масс.), диафильтровали 132 л RO воды, процедуру диафильтрации проводили при приблизительно 59°С. Диафильтрованный раствор белка затем концентрировали до 28 л и диафильтровали с дополнительными 140 л RO воды, процедуру диафильтрации проводили при приблизительно 60°С. Концентрированный раствор белка, с содержанием белка, равным 10,13% (по масс.) разбавляли RO водой до содержания белка, равного 4,58% (по масс.). 28,1 кг данного раствора, представляющего собой выход, равный 28,9% (по масс.) от отфильтрованного раствора белка, затем доводили до рН 6,93 раствором NaOH. Затем раствор белка с доведенным рН высушивали распылением с получением продукта, для которого было установлено содержание белка, равное 98,72% (по масс.) (N×6,25) d.b. Продукту было дано обозначение YP07-C20-12A YP701N2.

Пример 3

Данный пример содержит оценку растворимости в воде изолятов белка гороха, полученных способами по примерам 1 и 2. Растворимость белка оценивали, применяя модифицированную версию процедуры, описанную в работе Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718.

В химическом стакане взвешивали такое количество белкового порошка, которое было достаточно для обеспечения 0,5 г белка, и затем добавляли небольшое количество воды, очищенной с помощью обратного осмоса, и смесь перемешивали до тех пор, пока не формировалась однородная масса. Затем добавляли дополнительную воду, чтобы довести объем приблизительно до 45 мл. Затем содержимое стакана медленно перемешивали в течение 60-ти минут с помощью магнитной мешалки. рН определяли сразу же после диспергирования белка и доводили до соответствующего значения (6, 6,5, 7, 7,5 или 8) разбавленными NaOH или HCl. рН измеряли и корректировали периодически в ходе 60-минутного перемешивания. Через 60 минут перемешивания, образцы доводили до суммарного объема, равного 50 мл, RO водой и получали 1% масс./об. белковую дисперсию. Содержание белка в дисперсиях измеряли анализом сжигания образца с помощью «Nitrogen Determinator» компании «Leco». Аликвоты дисперсий затем центрифугировали при 7800 g в течение 10-ти минут, при этом осаждали нерастворимый материал и получали супернатант. Содержание белка в супернатанте измеряли с помощью анализа сжигания образца, и растворимость белкового продукта затем рассчитывали следующим образом:

Растворимость (%) = (% белка в супернатанте / % белка в исходной дисперсии) × 100.

Результаты определения растворимости приведены в следующей таблице 1.

Как можно видеть из результатов, представленных в таблице 1, белок изолятов был плохо растворим в диапазоне рН от 6 до 8.

Пример 4

Данный пример содержит оценку способности к связыванию воды изолятами белка гороха, полученными способами по примерам 1 и 2.

Белковый порошок (1 г) взвешивали в центрифужных пробирках (50 мл) известной массы. К данному порошку добавляли приблизительно 20 мл очищенной с помощью обратного осмоса (RO) воды при природном рН. Содержимое пробирок перемешивали, применяя смеситель Вортекс при умеренной скорости в течение 1-ой минуты. Образцы инкубировали при комнатной температуре в течение 5-ти минут, затем перемешивали на смесителе Вортекс в течение 30 секунд. За этим следовала инкубация при комнатной температуре в течение еще 5-ти минут с последующим еще одним перемешиванием на смесителе Вортекс в течение 30 секунд. Образцы затем центрифугировали при 1000 g в течение 15 минут при 20°С. После центрифугирования, супернатант осторожно сливали, добиваясь того, чтобы весь твердый материал оставался в пробирке. Центрифужную пробирку затем повторно взвешивали и определяли массу насыщенного водой образца.

Способность к связыванию воды (WBC) рассчитывали как:

WBC (мл/г) = (масса насыщенного водой образца - масса исходного образца) / (масса исходного образца × суммарное содержание твердых веществ в образце)

Полученные результаты по определению способности к связыванию воды представлены в следующей таблице 2.

Как можно видеть из результатов, представленных в таблице 2, захват только фракции нерастворимого белка приводит к получению продукта с более высокой способностью к связыванию воды.

Пример 5

Данный пример содержит оценку содержания фитиновой кислоты в белковых продуктах, полученных, как описано в примерах 1 и 2. Содержание фитиновой кислоты определяли, применяя способ, описанный в работе Latta и Eskin (J. Agric. Food Chem., 28: 1313-1315). YP03-L07-11A YP701N2 тестировали после распылительной сушки, но до стадии сублимационной сушки.

Полученные результаты представлены в следующей таблице 3.

Как можно видеть из результатов, представленных в таблице 3, все протестированные продукты имели очень низкое содержание фитиновой кислоты.

Пример 6

Данный пример иллюстрирует получение изолята белка зернобобовых культур традиционным способом изоэлектрического осаждения.

20 кг концентрата белка желтого гороха добавляли к 200 л RO воды при температуре окружающей среды и рН доводили до примерно 8,5 добавлением раствора гидроксида натрия. Образец перемешивали в течение 30-ти минут для обеспечения водного раствора белка. рН экстракции контролировали и поддерживали при примерно 8,5 в течение 30 минут. Остатки концентрата белка гороха удаляли, и полученный раствор белка просветляли центрифугированием и фильтрацией и получали 240 л фильтрованного раствора белка с содержанием белка, равным 3,52% по массе. рН раствора белка доводили до примерно 4,5 добавлением HCl, которая была разбавлена равным объемом воды, и получали осадок. Осадок собирали центрифугированием, затем промывали его с помощью повторного суспендирования в 2-х объемах RO воды. Затем промытый осадок собирали центрифугированием. Получали суммарный промытый осадок, массой 30,68 кг, с содержанием белка, равным 22,55% (по масс.). Это представляло собой выход, равный 81,9%) белка, в осветленном растворе экстракта. Аликвоту, равную 15,34 кг, промытого осадка, объединяли с 15,4 кг RO воды, и затем рН образца доводили до примерно 7 с помощью раствора гидроксида натрия. Образец с доведенным рН затем высушивали распылением и получали изолят с содержанием белка, равным 90,22%) (N×6,25) d.b. Продукт обозначили как YP12-K13-12A с обычной IEP рН 7.

Пример 7

Данный пример представляет собой органолептическую оценку продукта YP03-L07-12А YP701N, полученного как описано в примере 1, в сравнении с обычным продуктом изолята белка гороха, полученного как описано в примере 6.

Образцы были предложены для органолептической оценке в виде 2% (масс./об.) белковой дисперсии в очищенной питьевой воде. Небольшое количество раствора гидроксида натрия пищевого качества включали при приготовлении образцов, так чтобы в каждом случае рН был равен 7. Образцы были представлены вслепую неформальной комиссии из 7 экспертов, которым было предложено определить, какой из образцов имел чистый вкус и, вкус какого из образцов они предпочитают.

Семь из семи экспертов нашли, что YP03-L07-12A YP701N имеет чистый вкус, по сравнению с YP12-K13-12A с обычной IEP рН 7 и все семь экспертов предпочли вкус YP03-L07-12A YP701N.

Пример 8

Данный пример представляет собой органолептическую оценку продукта YP03-L07-12А YP701N2, полученного как описано в примере 1, в сравнении с обычным продуктом изолята белка гороха, полученным как описано в примере 6.

Образцы были предложены для органолептической оценки в виде 2% (масс./об.) белковой дисперсии в очищенной питьевой воде. Небольшое количество раствора гидроксида натрия пищевого качества включали при приготовлении образцов, так чтобы в каждом случае рН был равен 7. Образцы были представлены вслепую неформальной комиссии из 7-ми экспертов, которым было предложено определить, какой из образцов имел чистый вкус и, вкус какого из образцов они предпочитают.

Пять из семи экспертов нашли, что YP03-L07-12A YP701N2 имеет чистый вкус по сравнению с YP12-K13-12A с обычной IEP рН 7 и пять из семи экспертов предпочли вкус YP03-L07-12A YP701N2.

Пример 9

Данный пример представляет собой органолептическую оценку продукта YP07-C20-12А YP701N2, полученного как описано в примере 2, в сравнении с обычным продуктом изолята белка гороха, полученный как описано в примере 6.

Образцы были предложены для органолептической оценки в виде 2% (масс./об.) белковой дисперсии в очищенной питьевой воде. Небольшое количество раствора гидроксида натрия пищевого качества включали при приготовлении образцов, так чтобы в каждом случае рН был равен 7. Образцы были представлены вслепую неформальной комиссии из 6-ти экспертов, которым было предложено определить, какой из образцов имел чистый вкус и, вкус какого из образцов они предпочитают.

Все шесть экспертов нашли, что YP07-C20-12A YP701N2 имел более чистый вкус по сравнению с YP12-K13-12A с обычной IEP рН 7 и все шесть экспертов предпочли вкус YP03-L07-12A YP701N2.

Пример 10

Данный пример описывает получение альтернативного молочного напитка, с применением продукта по примеру 2 или Nutralys S85F (Roquette America Inc., Keokuk, IA), коммерческого изолята белка гороха, рекомендованного для применения в приложениях, включающих молочные продукты.

Композиции продуктов показаны в таблице 4. Обратите внимание, что каждый продукт был составлен так, чтобы он содержал 2% белка. Содержание белка как есть в YP07-С20-12А YP701N2 было равно 90,90% и в Nutralys S85F было равно 78,52%.

Белковый порошок, сахар (Rogers Fine Granulated, Lantic Inc., Montreal, QC), каррагинан (Genuvisco J-DS, CP. Kelco, Lille Skensved, Denmark) и геллановую камедь (Kelcogel HS-B, CP Kelco, Atlanta GA) смешивали в сухом виде. Сухие ингредиенты объединяли с водой, усилителем молочного вкуса (33726, Comax Flavors, Melville, NY) и ванилью (19667, Comax Flavors, Melville, NY) и перемешивали до полного растворения. Добавляли масло канолы (Canada Safeway, Calgary, АВ) и премикс витаминов и минералов (FT132894, Fortitech, Schenectady, NY) и затем, при необходимости, рН системы доводили до значения 7,25 с помощью раствора NaOH или HCl пищевого качества. Образец пастеризовали при 80°С в течение 30-ти секунд и затем гомогенизировали под давлением 400 бар на первой стадии и 40 бар на второй стадии. Затем продукт охлаждали и хранили в холодильнике до применения в органолептическом тестировании.

Пример 11

Данный пример представляет собой органолептическую оценку альтернативных молочных напитков, полученных по примеру 10.

Образцы были представлены вслепую неформальной комиссии из 8-ми экспертов, которым было предложено определить, какой из образцов имел чистый вкус, и вкус какого из образцов они предпочитают.

Шесть из восьми экспертов указали, что альтернативный молочный напиток, полученный с применением YP07-C20-12A YP701N2, имел более чистый вкус по сравнению с напитком, полученным с применением Nutralys S85F. Пять из восьми экспертов предпочли напиток, полученный с применением YP07-C20-12A YP701N2.

Сущность изобретения

Подводя итог настоящего описания, настоящее изобретение обеспечивает процедуру получения продуктов белка из зернобобовых культур с нейтральными или близкими к нейтральным значениям рН, которые могут заменить традиционные продукты белка из зернобобовых культур при получении различных пищевых продуктов. В пределах объема настоящего изобретения возможны модификации.

1. Белковый продукт из зернобобовых культур, характеризующийся содержанием белка, равным, по меньшей мере, 60% (по масс.) (N×6,25) на сухую массу (d.b.), с природным рН в водном растворе от примерно 6 до примерно 8 и характеризующийся чистым вкусом.

2. Продукт по п. 1, вкус которого не содержит зеленые, и/или бобовые, и/или овощные ноты.

3. Продукт по п. 1, рН которого равен от примерно 6,5 до примерно 7,5.

4. Продукт по п. 1, имеющий содержание белка, равное, по меньшей мере, 90% (по масс.) (N×6,25) d.b.

5. Продукт по п. 4, имеющий содержание белка, равное, по меньшей мере, 100% (по масс.) (N×6,25) d.b.

6. Пищевая композиция, включающая белковый продукт из зернобобовых культур по любому из пп. 1-5.

7. Пищевая композиция по п. 6, которая представляет собой обработанный мясной продукт.

8. Пищевая композиция по п. 6, которая представляет собой хлебобулочное изделие.

9. Пищевая композиция по п. 6, которая представляет собой питательный батончик.

10. Пищевая композиция по п. 6, которая представляет собой аналог молочного продукта или альтернативный молочный продукт.

11. Пищевая композиция по п. 10, в которой аналог молочного продукта или альтернативный молочный продукт представляет собой напиток или замороженный десерт.

12. Способ получения белкового продукта из зернобобовых культур, характеризующийся:

обеспечением водного раствора белкового продукта из зернобобовых с содержанием белка, равным, по меньшей мере, 60% (по масс.) (N×6,25) d.b., который растворим в водной среде при рН менее чем 4,4 и термостабилен в этом диапазоне рН,

доведением рН раствора до величины от 6 до 8, и

высушиванием всего раствора с доведенным рН, или

извлечением и затем высушиванием любого осажденного вещества, или

тепловой обработкой раствора с доведенным рН и затем высушиванием всего термически обработанного раствора, или

тепловой обработкой раствора с доведенным рН, затем извлечением и высушиванием любого осажденного вещества.

13. Способ по п. 12, характеризующийся тем, что стадия доведения рН представляет собой рН от 6,5 до 7,5.

14. Способ получения белкового продукта из зернобобовых культур, характеризующийся:

(a) экстракцией источника белка зернобобовых культур водным раствором кальциевой соли, в особенности раствором хлорида кальция, для того чтобы вызвать растворение белка зернобобовых из источника белка и для формирования водного раствора белка зернобобовых культур,

(b) отделением водного раствора белка зернобобовых культур от остатков источника белка зернобобовых культур,

(c) необязательно, разбавлением водного раствора белка зернобобовых культур,

(d) доведением рН водного раствора белка зернобобовых культур до рН, равного от 1,5 до 4,4, для получения подкисленного прозрачного раствора белка зернобобовых культур,

(e) необязательно, тепловой обработкой подкисленного раствора для снижения активности антипитательных факторов, представляющих собой ингибиторы трипсина, и микробной нагрузки,

(f) необязательно, концентрированием водного раствора белка зернобобовых культур при одновременном поддержании ионной силы раствора в основном постоянной с помощью технологии селективных мембран,

(g) необязательно, диафильтрованием необязательно концентрированного раствора белка зернобобовых культур,

(h) необязательно, пастеризацией необязательно концентрированного раствора белка зернобобовых культур для снижения микробной нагрузки,

(i) доведением рН водного раствора белка зернобобовых культур до величины, равной от примерно рН 6 до примерно 8, и

высушиванием всего раствора белка с доведенным рН, или

извлечением и высушиванием любого осажденного вещества, или

тепловой обработкой раствора с доведенным рН и затем высушиванием всего подвергнутого термообработке раствора, или

термической обработкой раствора с доведенным рН, затем извлечением и высушиванием любого осажденного вещества.

15. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что доведение рН на стадии (d) осуществляют до величины рН, равной от 2 до 4.

16. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что на стадии (i) рН доводят до величины, равной от 6,5 до 7,5.

17. Способ по п. 15, характеризующийся тем, что на стадии (i) рН доводят до величины, равной от 6,5 до 7,5.

18. Способ по любому из пп. 12-17, характеризующийся тем, что указанную термическую обработку осуществляют при температуре, равной от 70° до 160°С, в течение от 2 секунд до 60 минут.

19. Способ по п. 18, характеризующийся тем, что указанную термическую обработку осуществляют при температуре, равной от 80° до 120°С, в течение от 15 секунд до 15 минут.

20. Способ по п. 19, характеризующийся тем, что указанную термическую обработку осуществляют при температуре, равной от 85 до 95°С, в течение от 1 до 5 минут.